KR101207310B1 - Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof - Google Patents

Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101207310B1
KR101207310B1 KR1020110013773A KR20110013773A KR101207310B1 KR 101207310 B1 KR101207310 B1 KR 101207310B1 KR 1020110013773 A KR1020110013773 A KR 1020110013773A KR 20110013773 A KR20110013773 A KR 20110013773A KR 101207310 B1 KR101207310 B1 KR 101207310B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photovoltaic
equivalent
esti
power generation
array
Prior art date
Application number
KR1020110013773A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120094334A (en
Inventor
소정훈
유권종
황혜미
유진수
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020110013773A priority Critical patent/KR101207310B1/en
Publication of KR20120094334A publication Critical patent/KR20120094334A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101207310B1 publication Critical patent/KR101207310B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/32Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

본 발명은 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법 및 장치에 관한 것으로서, 태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도 값을 등가 가동시간으로 변환하여 산출하는 단계와, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)을 추정하는 단계와, 상기 추정된 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)에 기초하여 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)을 추정하는 단계와, 상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)으로부터 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)을 추정하는 단계와, 상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)과 실제 출력값과의 차를 비교하는 단계와, 상기 차이값이 미리 설정된 기준을 초과하는 경우, 모델계수를 재산출하여 발전성능을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 일사강도, 온도 및 풍속 등의 주변 환경에 변화에 따라 설치용량에 상관없이 태양광발전 시스템의 발전성능을 추정할 수 있으므로 태양광발전 시스템의 손실저감을 통한 성능향상, 사용목적에 부합되는 맞춤형 최적설계, 장기간의 신뢰성과 안정성을 가진 성능과 품질 보증이 가능한 효과가 있다.
The present invention relates to a method and apparatus for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic power generation system, the method comprising calculating and converting DC power, AC power, and solar intensity values of the photovoltaic power generation system into equivalent operating time, and photovoltaic power generation. Estimating an equivalent operating time (Y AT, Esti ) after temperature correction of the array, and based on the estimated operating time (Y AT, Esti ) and the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module after the estimated temperature correction. solar equivalent operation of the power array time (Y a, Esti) the equivalent running time of the photovoltaic power system from the estimated phase, and the estimated solar power equivalent running time of the array (Y a, Esti) to (Y P, Estim ) and comparing the difference between the estimated operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array and the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system and the actual output value. And, the difference value is set in advance If it exceeds, it characterized in that it comprises the step of estimating the power generation performance by re-calculating the model coefficients.
According to the present invention, it is possible to estimate the power generation performance of the photovoltaic power generation system irrespective of the installed capacity according to changes in the surrounding environment such as solar radiation intensity, temperature and wind speed, so that the performance improvement through the loss reduction of the photovoltaic power generation system, and the purpose of use Customized design optimized to meet the requirements of long-term reliability and stability performance and quality is possible.

Description

계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정 방법 및 그 장치{Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof}Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof}

본 발명은 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 등가 가동시간의 개념을 적용하여 일사강도, 온도 및 풍속 등의 주변 환경의 변화에 대한 태양광발전 시스템의 발전성능을 추정함으로써, 설치용량에 상관없이 태양광발전 시스템의 성능저하, 고장 혹은 결함 등의 성능장애에 따른 이상 유무를 보다 신속하고 용이하게 판단할 수 있도록 하는 정보를 제공할 수 있어 종래에 비해 범용성과 유용성을 가진 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic system. More particularly, the present invention relates to a method for estimating the generation of a photovoltaic system against changes in the surrounding environment such as insolation intensity, temperature, and wind speed by applying an equivalent operating time concept. By estimating the power generation performance, it is possible to provide information that can more quickly and easily determine whether there is an abnormality due to a performance failure, failure or defect of a photovoltaic system regardless of the installed capacity. The present invention relates to a method for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic system having versatility and utility.

계통연계형 태양광발전 시스템은 입력에너지인 일사강도를 직류출력으로 변환하여 출력하는 태양광발전 어레이와 태양광발전 어레이의 직류출력을 교류출력으로 변환하는 태양광발전 인버터로 구성되는데, 실제 태양광발전 시스템은 태양광발전 모듈, 태양광발전 어레이 및 태양광발전 인버터의 성능뿐만 아니라 일사강도, 온도 및 풍속 등의 주변 환경의 변화에 따라서 발전성능이 일정하지 않고 항상 변화한다. 따라서 표준시험조건(STC, Standard Test Conditions)인 일사강도 1kW/m2, 태양광발전 모듈의 표면온도 25oC 및 AM(Air mass) 1.5에서의 태양광발전 모듈과 태양광발전 어레이의 발전성능과 정격조건에서에의 태양광발전 인버터의 발전성능 등의 기본 정보만으로는 실제 태양광발전 시스템의 출력값과 같은 발전성능을 추정하는 것은 어렵다.The grid-connected photovoltaic system consists of a photovoltaic array that converts the input energy of solar radiation into a DC output and a photovoltaic inverter that converts the DC output of the photovoltaic array into an AC output. The power generation system is not always constant and constantly changes depending on the changes in the surrounding environment such as solar intensity, temperature and wind speed, as well as the performance of the photovoltaic module, the photovoltaic array and the photovoltaic inverter. Therefore, the generation performance of photovoltaic modules and photovoltaic arrays under standard test conditions (STC), solar radiation intensity of 1kW / m 2 , surface temperature of photovoltaic modules at 25 o C and AM (air mass) 1.5 It is difficult to estimate the generation performance such as the output value of the actual photovoltaic system only with basic information such as the generation performance of the photovoltaic inverter under the over-rated condition.

그리고, 근래 다양한 태양광발전 시스템의 설치보급이 급속히 확대되고 있으나, 태양광발전 시스템의 최적화, 사후운용관리 및 유지점검 등의 기술은 아직 초기화 단계로서 현재까지는 설치된 태양광발전 시스템에 대한 체계적인 사후운영관리 및 유지점검이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. In recent years, installation and dissemination of various photovoltaic power generation systems is rapidly expanding, but technologies such as optimization of photovoltaic power generation system, post-operation management, and maintenance inspection are still in the initial stage. Management and maintenance inspections are not carried out.

또한, 태양광발전 시스템은 수십W에서 수십MW의 다양한 설치용량의 시스템들이 설치될 수 있어 설치용량에 관계없이 정규화된 성능을 평가할 필요가 있음에도 불구하고, 종래에는 단지 발전량 분석, 운전유무 등의 운전현황에 대해서만 파악이 가능하고, 성능 평가에 있어서도 태양광발전 어레이의 성능진단 장비를 사용하여 개별 직렬회로의 전류 및 전압특성을 측정한 결과를 기초로 한 단순비교를 통해 심각한 고장 혹은 결함에 대한 이상 유무 정도를 판단할 뿐, 주변 환경의 변화에 따른 태양광발전 시스템의 장기적인 성능저하 및 결함 등의 미소고장에 따른 이상 유무를 파악하기는 어려운 문제점이 있다. In addition, the photovoltaic power generation system can be installed in a variety of installation capacity of several tens of Watts to several tens of megawatts, so it is necessary to evaluate the normalized performance irrespective of the installed capacity, conventionally, only power generation analysis, operation, etc. It is possible to grasp only the current status, and also in the performance evaluation, the abnormality of serious failure or defect through simple comparison based on the result of measuring current and voltage characteristics of individual series circuits using the performance diagnostic equipment of the photovoltaic array. It is difficult to determine whether there is an abnormality caused by micro-failures such as long-term performance degradation and defects of the photovoltaic system according to changes in the surrounding environment.

태양광발전 시스템은 다른 재생에너지원과 비교해서 내구수명이 길어서 유지점검이 거의 필요 없다고 하지만, 실제 태양광발전 어레이에 발생하는 그늘, 오염?열화, 태양광발전 인버터의 고장, 성능저하 및 태양광발전 시스템의 설계 및 시공 등의 결함으로 초기 설계 시에 기대했던 발전성능이 나오지 않는 경우가 자주 발생한다. The photovoltaic system has a long lifespan compared to other renewable energy sources and requires little maintenance.However, shade, pollution and deterioration in the photovoltaic array, failure of the photovoltaic inverter, degradation of performance and photovoltaic Due to defects in the design and construction of the power generation system, the power generation performance expected at the initial design often does not come out.

현재까지는 태양광발전 시스템의 성능지수인 성능계수(PR, Performance Ratio)를 계산하여 발전성능을 비교 분석하고 있으나, 성능계수에는 많은 손실을 포함하고 있기 때문에 단지 성능계수만으로는 태양광발전 시스템의 성능저하, 고장 혹은 결함 등의 이상 유무에 대해서 정확하게 판단하기가 어려운 문제점이 있다. Until now, we have compared and analyzed the power generation performance by calculating the performance ratio (PR), which is the performance index of the photovoltaic power generation system. There is a problem that it is difficult to accurately determine whether there is an abnormality such as a failure or a defect.

설치용량에 상관없이 태양광발전 시스템의 발전성능을 추정하여 장기간의 성능저하, 고장 혹은 결함 등의 이상 유무를 신속하고 보다 쉽게 판단할 수 있도록 필요한 정보를 제공하지 않는다면, 태양광발전 시스템의 장기간의 신뢰성 및 안정성을 확립할 수 없으므로 진정한 의미의 친환경적인 에너지원이라고 할 수 없다고 할 것이다.Regardless of the installed capacity, if the power generation performance of the photovoltaic system is not estimated to provide the necessary information to quickly and easily determine the long-term performance degradation, failure or defect, etc. Since reliability and stability cannot be established, it cannot be said that it is a true eco-friendly energy source.

따라서, 태양광발전 시스템의 성능저하, 고장 혹은 결함 등의 이상 유무를 신속하고 보다 쉽게 판단할 수 있도록 필요한 정보를 제공하고 그에 따라 장기간 동안 태양광발전 시스템의 성능과 품질을 보증할 수 있어 수명이 다할 때까지 최대성능 유지할 수 있도록 하기 위해서, 설치용량에 상관없이 태양광발전 시스템의 발전성능을 추정할 수 있도록 하는 기술이 절실하게 요구되고 있다. Therefore, it provides the necessary information to quickly and easily determine whether there is an abnormality such as a degradation of the photovoltaic system, a failure or a defect, and thus can guarantee the performance and quality of the photovoltaic system for a long time. In order to maintain the maximum performance until the end, there is an urgent need for a technology that can estimate the power generation performance of the photovoltaic system irrespective of the installed capacity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 계통연계형 태양광발전 시스템의 운전데이터로부터 산출된 등가 가동시간을 이용하여 태앙광 발전 시스템의 출력값 등의 발전성능을 추정함으로써 설치용량에 상관없이 태양광발전 시스템의 성능저하, 고장 혹은 결함 등의 이상 유무를 보다 쉽고 신속하게 판단하는데 필요한 정보를 제공할 수 있고, 그에 따라 태양광발전 시스템이 장기간 동안 신뢰성과 안정성을 가지면서 항상 최대성능을 유지하여 에너지이용효율 개선 및 효율적이고 체계적인 사후유지 관리기술을 확립할 수 있도록 하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use the equivalent operating time calculated from the operation data of the grid-connected photovoltaic system using power generation performance such as output value of the Taeang photovoltaic system. By estimating the installed capacity, it is possible to provide information necessary to more easily and quickly determine whether there is an abnormality such as deterioration, failure or defect of the photovoltaic system regardless of the installed capacity. It is to maintain the maximum performance at all times while improving energy use efficiency and establishing efficient and systematic follow-up management technology.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도 값을 등가 가동시간으로 변환하여 산출하는 단계와, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)을 추정하는 단계와, 상기 추정된 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)에 기초하여 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)을 추정하는 단계와, 상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)으로부터 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)을 추정하는 단계와, 상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)과 실제 출력값과의 차를 비교하는 단계와, 상기 차이값이 미리 설정된 기준을 초과하는 경우, 모델계수를 재산출하여 발전성능을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the step of calculating by converting the DC power, AC power and insolation intensity values of the photovoltaic power generation system into equivalent operating time, and after the temperature correction of the photovoltaic array Estimating an equivalent operating time (Y AT, Esti ), and based on the estimated operating time (Y AT, Esti ) and the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module after the estimated temperature correction. Estimating an equivalent operating time (Y A, Esti ), and estimating an equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system from the estimated operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array. Comparing the difference between the estimated equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array and the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system and the actual output value, and the difference value If this exceeds the preset criteria, the model The grid-connected power generation performance estimation method for a photovoltaic generation system to re-calculate the number comprising the steps of estimating the power generation performance is provided.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 태양광 발전 시스템의 출력값, 일사강도, 온도, 풍속을 포함하는 운전 데이터를 수집하는 성능 데이터베이스, 상기 성능 데이터베이스에서 수집된 운전 데이터로부터 태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도 값을 각각 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)으로 변환하고, 변환된 등가 가동시간을 이용하여 발전 성능을 추정하는 발전 성능 추정부, 설정기간에 따라 상기 태양광 발전 시스템의 발전성능 추정값과 출력값에 대한 정보를 표시하는 추정결과 표시부 및 상기 수집된 운전 데이터와 상기 추정결과 표시부의 추정값과 출력값에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a performance database for collecting operating data including the output value, solar radiation intensity, temperature, wind speed of the photovoltaic power generation system, from the operating data collected in the performance database The DC power, AC power, and solar intensity values of the photovoltaic system are determined by the solar equivalent uptime (Y R ), the equivalent uptime (Y A, Meas ) of the photovoltaic array, and the equivalent uptime (Y) of the photovoltaic system, respectively. P, Meas) by transformation, according to the power generation performance estimation, set the period to estimate the power generation performance by using the converted equivalent running time estimate that displays information about the power generation performance estimation value and the output value of the solar power system result display And a memory configured to store information about the collected driving data and the estimated value and the output value of the estimated result display unit. Is the grid-connected power generation performance of the solar power estimator system is provided.

본 발명에 따르면, 일사강도, 온도 및 풍속 등의 주변 환경에 변화에 따라 설치용량에 상관없이 태양광발전 시스템의 발전성능을 추정할 수 있으므로 태양광발전 시스템의 손실저감을 통한 성능향상, 사용목적에 부합되는 맞춤형 최적설계, 장기간의 신뢰성과 안정성을 가진 성능과 품질 보증이 가능한 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to estimate the power generation performance of the photovoltaic power generation system irrespective of the installed capacity according to changes in the surrounding environment such as solar radiation intensity, temperature and wind speed, so that the performance improvement through the loss reduction of the photovoltaic power generation system, and the purpose of use Customized design optimized to meet the requirements of long-term reliability and stability performance and quality is possible.

또한 본 발명은 태양광발전 시스템의 발전량 현황, 동작유무 등의 운전현황을 검사하는 것이 아니라, 현재의 운전현황을 실시간으로 감시하고 성능 추정모델을 사용하여 추정값과 출력값을 비교함으로써, 태양광발전 시스템이 수명이 다할 때까지 고장 혹은 결함 등으로 인한 운전 정지가 없이 최대성능으로 운전될 수 있도록 할 수 있는 고장검출 및 진단기술 등의 새로운 태양광발전 기술개발로의 응용이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention does not examine the operation status of the power generation status, operation status, etc. of the photovoltaic power generation system, but by monitoring the current operation status in real time and comparing the estimated value and the output value using the performance estimation model, the photovoltaic power generation system It is possible to apply it to the development of new photovoltaic technology such as fault detection and diagnosis technology that can be operated at maximum performance without failure or failure due to the end of life.

또한 본 발명은 태양광발전 시스템의 운전현황을 실시간으로 감시하여 성능저하, 고장 혹은 결함 등의 이상 유무에 대해서 사전에 검출 진단하여 사용자 혹은 운영자에 신속하게 유용한 정보를 제공할 수 있어, 태양광발전 시스템의 손실발생을 최소화할 수 있고 발전단가 및 유지보수 등의 경제적 비용에 대해서도 절감할 수 있는 효과도 있다. In addition, the present invention can monitor the operation status of the photovoltaic power generation system in real time to detect and diagnose in advance whether there is an abnormality, such as performance degradation, failure or defect, and can quickly provide useful information to the user or operator, photovoltaic power generation The loss of the system can be minimized and economic costs such as power generation cost and maintenance can be reduced.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광발전 시스템의 발전성능 추정장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전성능 추정방법에 의해 산출된 태양광발전 시스템의 매 분별 발전성능 추정결과에 대해서 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전성능 추정방법에 의해 산출된 태양광발전 시스템의 매 분별 발전성능 추정값과 출력값을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전성능 추정방법에 의해 산출된 태양광발전 시스템의 매 15분별 발전성능 추정값과 출력값을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전성능 추정방법에 의해 산출된 태양광발전 시스템의 매 30분별 발전성능 추정값과 출력값을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전성능 추정방법에 의해 산출된 태양광발전 시스템의 매 시간별 발전성능 추정값과 출력값을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전성능 추정방법에 의해 산출된 태양광발전 시스템의 매 일별 발전성능 추정값과 출력값을 도시한 그래프이다.
1 is a block diagram of a power generation performance estimation apparatus of a photovoltaic system according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for estimating power generation performance of a photovoltaic system according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the results of the estimation of the fractional power generation performance of the photovoltaic system calculated by the power generation performance estimation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the estimated power generation performance and the output value for each fraction of the photovoltaic power generation system calculated by the power generation performance estimation method according to the preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating power generation performance estimation values and output values for every 15 minutes of the photovoltaic power generation system calculated by the power generation performance estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing power generation performance estimation values and output values for every 30 minutes of the photovoltaic system calculated by the power generation performance estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing power generation performance estimation values and output values for each hour of the photovoltaic system calculated by the power generation performance estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating daily power generation performance estimation values and output values of the photovoltaic power generation system calculated by the power generation performance estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광발전 시스템의 발전성능 추정장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of a power generation performance estimation apparatus of a photovoltaic system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정장치는 태양광발전 시스템의 출력값, 일사강도, 온도 및 풍속 등의 운전데이터를 수집하는 성능 데이터베이스(100)와, 성능 데이터베이스(100)로부터 등가 가동시간을 이용한 발전성능 추정방법을 통해 태양광발전 시스템의 발전성능을 추정하는 발전성능 추정부(200)와, 설정기간에 따른 추정값과 출력값에 대한 정보를 보여주는 추정결과 표시부(300)와, 성능 데이터베이스(100)의 운전데이터와 추정결과 표시부(300)의 추정값과 출력값에 대한 정보를 저장하는 메모리(400)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the apparatus for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic power generation system according to the present invention includes a performance database 100 for collecting operation data such as an output value, solar radiation intensity, temperature, and wind speed of a photovoltaic power generation system; Estimation result showing the power generation performance estimator 200 for estimating the power generation performance of the photovoltaic system through the method of estimating power generation performance using the equivalent operating time from the performance database 100, and the estimated value and the output value according to the set period. The display unit 300 includes a memory 400 for storing information about the operation data of the performance database 100 and the estimated value and the output value of the estimation result display unit 300.

여기서 성능 데이터베이스(100)는 태양광발전 시스템의 출력값, 일사강도, 온도 및 풍속 등의 운전데이터가 매 1초 단위의 샘플링주기로 측정하여 매 분별, 매 15분별, 매 30분별 및 매 시간별로 수집하는 것이 바람직하다.Here, the performance database 100 collects every minute, every 15 minutes, every 30 minutes and every hour by measuring the operation data such as output value, solar intensity, temperature and wind speed of the photovoltaic system at a sampling cycle every 1 second. It is preferable.

발전성능 추정부(200)의 세부적인 처리 동작은 도 2를 통해 상세하게 설명하기로 한다.Detailed processing operations of the power generation performance estimation unit 200 will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법의 흐름도이다. 2 is a flowchart of a method for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic system according to a preferred embodiment of the present invention.

우선, 성능 데이터베이스(100)를 통해 얻은 직류전력, 교류전력 및 일사강도값을 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)으로 변환한다(S4).First, the equivalent operating time (Y R ), equivalent operating time (Y A, Meas ) of the photovoltaic array, and equivalent operation of the photovoltaic system are calculated using the DC power, AC power, and solar intensity values obtained through the performance database 100. Convert to time Y P, Esti (S4).

태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도값은 하기 수학식 1에 의해 매 분별, 매 15분별, 매 30분별 및 매 시간별 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Measi)으로 산출된다.The DC power, AC power, and solar intensity values of the photovoltaic power generation system are calculated by the following equation (1), every 15 minutes, every 30 minutes, and hourly solar equivalent operating hours (Y R ), and equivalent operation of the solar array. It is calculated as the time Y A, Meas and the equivalent operating time Y P, Measi of the photovoltaic system.

Figure 112011011139179-pat00001
Figure 112011011139179-pat00001

여기서, YR : 태양 등가 가동시간 Where Y R : solar equivalent uptime

GA ,Meas : 경사면 일사강도 [W/m2] G A , Meas : Slope insolation of slope [W / m 2 ]

GA ,Ref : 일사강도 1,000[W/m2] G A , Ref : Insolation intensity 1,000 [W / m 2 ]

YA ,Meas : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 출력값 Y A , Meas : PV array equivalent uptime output

YP ,Meas : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 출력값 Y P , Meas : Equivalent operation time output value of PV system

PA ,Meas : 태양광발전 어레이 출력[W] P A , Meas : PV array output [W]

PP ,Meas : 태양광발전 시스템 출력[W] P P , Meas : PV system output [W]

PAS : 표준시험조건(STC)에서의 태양광발전 어레이 설치용량[W] P AS : PV array installed capacity under standard test conditions (STC) [W]

Tmin : 시간 간격(분)
T min : time interval in minutes

등가 가동시간이 산출되면, 태양 등가 가동시간(YR)으로부터 표준시험조건(STC)인 태양광발전 어레이의 표면온도 25oC로 보정한 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)이 추정된다(S6).When the equivalent operating time is calculated, the equivalent operating time (Y AT) after the temperature correction of the photovoltaic array is corrected from the solar equivalent operating time (Y R ) to the surface temperature of 25 o C of the photovoltaic array, which is the standard test condition (STC). , Esti ) is estimated (S6).

수학식 1을 통해 산출된 태양 등가 가동시간(YR)으로부터 매 분별, 매 15분별, 매 30분별 및 매 시간별 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)은 하기 수학식 2에 의해서 추정한다.Equivalent operating time (Y AT, Esti ) after the temperature correction of the solar array every minute, every 15 minutes, every 30 minutes and every hour from the solar equivalent operating time (Y R ) calculated through Equation 1 is We estimate by 2.

Figure 112011011139179-pat00002
Figure 112011011139179-pat00002

Figure 112011011139179-pat00003
Figure 112011011139179-pat00003

여기서, YAT ,Esti : 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값Where Y AT , Esti : Equivalent running time estimate after PV array temperature calibration

Aat Bat : 태양광발전 어레이 온도보정상수 (태양광발전 모듈의 표면온도 25oC) A at and B at : PV array temperature correction constant (surface temperature of PV module 25 o C)

ηa : 태양광발전 어레이 노화계수 η a : Photovoltaic Array Aging Factor

ηan : 운전년수별 태양광발전 어레이 노화계수 η an : Photovoltaic Array Aging Coefficient by Year of Operation

n : 운전년수 n : years of operation

Tmin : 시간 간격(분)
T min : time interval in minutes

성능 데이터베이스(100)의 운전데이터로부터 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)가 존재하는 여부를 판단하고(S8), 판단결과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)가 존재하지 않을 경우 외기온도 및 풍속 등의 운전데이터로부터 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)를 추정한다(S10). It is determined from the operation data of the performance database 100 whether the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module is present (S8), and as a result, if the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module does not exist, the outside temperature The surface temperature T m of the photovoltaic module is estimated from operation data such as degrees and wind speeds (S10).

상기 성능 데이터베이스(100)의 온도 및 풍속 등의 운전데이터로부터 매 분별, 매 15분별, 매 30분별 및 매 시간별 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)는 외기 온도 정보만이 존재하는 경우 하기 수학식 3에 의해, 외기 온도와 풍속 정보가 존재하는 경우 하기 수학식 4에 의해서 추정된다.Surface temperature (T m ) of the photovoltaic module every minute, every 15 minutes, every 30 minutes, and every hour from operating data such as temperature and wind speed of the performance database 100 is the following equation By Equation 3, when the outside air temperature and wind speed information exist, it is estimated by the following equation (4).

Figure 112011011139179-pat00004
Figure 112011011139179-pat00004

여기서, Tm : 태양광발전 모듈 표면온도 (oC) Where T m : surface temperature of photovoltaic module ( o C)

Ta : 외기온도 (oC) T a : Ambient temperature ( o C)

αtm : 태양광발전 모듈 온도보정계수 α tm : PV module temperature correction coefficient

YR : 태양 등가 가동시간 Y R : solar equivalent uptime

Am : 태양광발전 모듈 온도보정상수 A m : PV module temperature compensation constant

Tmin : 시간 간격(분) T min : Time interval in minutes

Figure 112011011139179-pat00005
Figure 112011011139179-pat00005

여기서, Tm : 태양광발전 모듈 표면온도 (oC) Where T m : surface temperature of photovoltaic module ( o C)

Ta : 외기온도 (oC) T a : Ambient temperature ( o C)

αtm : 태양광발전 모듈 온도보정계수 α tm : PV module temperature correction coefficient

Vw : 풍속 (m/s) V w : Wind speed (m / s)

Am : 태양광발전 모듈 온도보정상수 A m : PV module temperature compensation constant

Tmin : 시간 간격(분)
T min : time interval in minutes

태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)가 결정되면 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)로부터 매 분별, 매 15분별, 매 30분별 및 매 시간별 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)이 하기 수학식 5에 의해 추정된다(S12).Once the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module is determined, it is determined every 15 minutes and every 15 minutes from the equivalent operating time (Y AT, Esti ) and the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module after temperature compensation of the photovoltaic array. Equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array every 30 minutes and every hour is estimated by Equation 5 below (S12).

Figure 112011011139179-pat00006
Figure 112011011139179-pat00006

여기서, YA ,Esti : 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값 Where Y A , Esti : Equivalent running time estimate of the PV array

αt : 태양광발전 어레이 온도 보정계수 (태양광발전 모듈의 표면온도 25oC) α t : PV array temperature correction coefficient (surface temperature of PV module 25 o C)

At : 태양광발전 어레이 온도 보정상수 A t : PV array temperature correction constant

Tm : 태양광발전 모듈 표면온도 (oC) T m : Surface temperature of photovoltaic module ( o C)

Tmin : 시간 간격(분)
T min : time interval in minutes

태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)이 추정되면, 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)으로부터 매 분별, 매 15분별, 매 30분별 및 매 시간별 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)이 하기 수학식 6에 의해 추정된다(S14).Once the equivalent uptime (Y A, Esti ) of the photovoltaic array is estimated, the solar power generation system is estimated every minute , every 15 minutes , every 30 minutes , and every hour from the equivalent uptime (Y A, Esti ) of the photovoltaic array. Equivalent operating time (Y P, Esti ) of is estimated by the following equation (S14).

Figure 112011011139179-pat00007
Figure 112011011139179-pat00007

여기서, YP ,Esti : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 추정값 Where Y P , Esti : PV system equivalent uptime estimate

Ap, Bp Cp : 태양광발전 시스템 출력 보정계수 A p , B p and C p : PV power output correction coefficient

Tmin : 시간 간격(분)
T min : time interval in minutes

수학식 5 및 수학식 6에서 추정한 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값이 태양 등가 가동시간(YR)이 0.3이상에서 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas)과 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값에 근접하는지는 하기 수학식 7에 의해서 비교 판단이 이루어진다(S16).The estimated values of the equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array (Y A, Esti ) and the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system estimated by the equations (5) and (6) are the solar equivalent operating time (Y R ) A comparison decision is made based on Equation 7 to determine whether the equivalent operating time Y A, Meas of the photovoltaic array and the output value of the equivalent operating time Y P, Meas of the photovoltaic system are close to 0.3 or more. (S16).

Figure 112011011139179-pat00008
Figure 112011011139179-pat00008

여기서, here,

ErrA : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 차이값 Err A : Equal Uptime Difference Value of PV Array

ErrP : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 차이값 Err P : Equal Uptime Difference Value of PV System

YA ,Esti : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값 Y A , Esti : Estimated PV Uptime Equivalent Uptime

YA ,Meas : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 출력값 Y A , Meas : PV array equivalent uptime output value

YP ,Esti : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 추정값 Y P , Esti : Estimated equivalent operation time of photovoltaic system

YP ,Meas : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 출력값 Y P , Meas : PV array equivalent uptime output value

YR : 태양 등가 가동시간
Y R : Solar equivalent uptime

S16의 비교 판단 결과, 추정값이 출력값에 근접하지 않을 경우, 발전성능 추정부(200)의 모델계수인 태양광발전 어레이 노화계수(ηa ), 태양광발전 어레이 온도 보정상수(Aat Bat ), 태양광발전 모듈 온도보정계수(atm ), 태양광발전 어레이 온도보정계수(at )를 재산출하여 발전성능을 추정한다(S18).
As a result of the comparison judgment in S16, when the estimated value is not close to the output value, the photovoltaic array aging coefficient ( η a ), which is the model coefficient of the power generation performance estimation unit 200, the photovoltaic array temperature correction constants ( A at and B at) ), The photovoltaic module temperature correction coefficient ( a tm ) and the photovoltaic array temperature correction coefficient ( a t ) are recalculated to estimate power generation performance (S18).

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수학식 1 내지 6을 사용하여 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능을 매 분별로 추정한 결과에 대해서 도시한 그래프이다.
3 is a graph showing the results of estimating the power generation performance of the grid-connected photovoltaic system every minute using Equations 1 to 6 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수학식 1, 수학식 5와 수학식 6을 사용하여 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값을 매 분별로 도시한 그래프이다.
4 is a solar equivalent operating time (Y R ), the equivalent operating time (Y A, Esti ) and solar of the photovoltaic array using Equations 1, 5 and 6 according to a preferred embodiment of the present invention. The estimated value of the equivalent operating time of the photovoltaic system (Y P, Esti ), the equivalent operating time of the photovoltaic array (Y A, Meas ), and the output value of the equivalent operating time (Y P, Meas ) of the photovoltaic system This is a graph.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수학식 1, 수학식 5와 수학식 6을 사용하여 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값을 매 15분별로 도시한 그래프이다.
5 is a solar equivalent operating time (Y R ), the equivalent operating time (Y A, Esti ) and solar of the solar array using Equations 1, 5 and 6 according to a preferred embodiment of the present invention Estimate the equivalent operating time of the photovoltaic system (Y P, Esti ), the equivalent operating time of the photovoltaic array (Y A, Meas ), and the output value of the equivalent operating time (Y P, Meas ) of the photovoltaic system. The graph is shown by minute.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수학식 1, 수학식 5와 수학식 6을 사용하여 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값을 매 30분별로 도시한 그래프이다.
6 is a solar equivalent operating time (Y R ), the equivalent operating time (Y A, Esti ) and solar of the photovoltaic array using Equations 1, 5 and 6 according to a preferred embodiment of the present invention. The estimated value of the equivalent operating time of the photovoltaic system (Y P, Esti ), the equivalent operating time of the photovoltaic array (Y A, Meas ) and the output value of the equivalent operating time (Y P, Meas ) of the photovoltaic system The graph is shown by minute.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수학식 1, 수학식 5와 수학식 6을 사용하여 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값을 매 시간별로 도시한 그래프이다.
7 is a solar equivalent operating time (Y R ), the equivalent operating time (Y A, Esti ) and solar of the solar array using Equations 1, 5 and 6 according to a preferred embodiment of the present invention The estimated value of the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system, the equivalent operating time (Y A, Meas ) of the photovoltaic array and the output value of the equivalent operating time (Y P, Meas ) of the photovoltaic system This is a graph.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수학식 1, 수학식 5와 수학식 6을 사용하여 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값을 매 일별로 도시한 그래프이다.
8 is a solar equivalent operating time (Y R ), the equivalent operating time (Y A, Esti ) and solar of the photovoltaic array using Equations 1, 5 and 6 according to a preferred embodiment of the present invention. Estimates of equivalent operating hours (Y P, Esti ) of photovoltaic systems, equivalent operating times (Y A, Meas ) of solar arrays, and output values of equivalent operating times (Y P, Meas ) of photovoltaic systems This is a graph.

발전성능 추정부(200)는 매 시간별 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)으로부터 하기 수학식 8 내지 수학식 10을 통해 매 일별, 매 월별 및 매 년별로 발전성능을 추정할 수 있게 된다.The generation performance estimation unit 200 performs an equivalent operation time (Y AT, Esti ), an equivalent operation time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array , and an equivalent operation of the photovoltaic system after temperature correction of the photovoltaic array for each hour. From the time (Y P, Esti ) it is possible to estimate the power generation performance by daily, monthly and year through the following equations (8) to (10).

Figure 112011011139179-pat00009
Figure 112011011139179-pat00009

Figure 112011011139179-pat00010
Figure 112011011139179-pat00010

Figure 112011011139179-pat00011
Figure 112011011139179-pat00011

여기서, YATt ,Esti : 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 Here, Y ATt, Esti: PV array temperature equivalent running time estimation value after correction

YA ,Esti : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값 Y A , Esti : Estimated PV Uptime Equivalent Uptime

YP ,Esti : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 추정값 Y P , Esti : Estimated equivalent operation time of photovoltaic system

d : 운전일수 d : number of driving days

100 : 성능 데이터베이스200 : 발전성능 추정부
300 : 추정결과 표시부400 : 메모리
100: performance database 200: power generation performance estimation unit
300: estimation result display unit 400: memory

Claims (12)

태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도 값을 등가 가동시간으로 변환하여 산출하는 단계와;
태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)을 추정하는 단계와;
상기 추정된 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)에 기초하여 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)을 추정하는 단계와;
상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)으로부터 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)을 추정하는 단계와;
상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)과 실제 출력값과의 차를 비교하여 차이값(ErrA, ErrP)을 산출하는 단계와;
상기 차이값이 미리 설정된 기준을 초과하는 경우, 모델계수를 재산출하여 발전성능을 추정하는 단계를 포함하며,
상기 태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도 값을 등가 가동시간으로 변환하여 산출하는 단계는, 운전데이터로부터 태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도를 미리 설정된 복수 개의 시간간격별로 하기 수학식 1에 의해 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Measi)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 1.
Figure 112012050318015-pat00012
,
Figure 112012050318015-pat00013
,
Figure 112012050318015-pat00014

여기서, YR : 태양 등가 가동시간
GA,Meas : 경사면 일사강도 [W/m2]
GA,Ref : 일사강도 1,000[W/m2]
YA,Meas : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 출력값
YP,Meas : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 출력값
PA,Meas : 태양광발전 어레이 출력[W]
PP,Meas : 태양광발전 시스템 출력[W]
PAS : 표준시험조건(STC)에서의 태양광발전 어레이 설치용량[W]
Tmin : 시간간격(분)
Calculating the DC power, AC power, and insolation intensity values of the photovoltaic system by converting them into equivalent operating time;
Estimating an equivalent operating time (Y AT, Esti ) after temperature correction of the photovoltaic array;
Estimating the equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array based on the equivalent operating time (Y AT, Esti ) and the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module after the estimated temperature correction;
Estimating an equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system from the estimated operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array;
Comparing the difference between the estimated operating time (Y A, Esti ) and the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system and the actual output value, the difference value (Err A , Err P ) Calculating a;
Estimating power generation performance by recalculating a model coefficient when the difference value exceeds a preset criterion;
The step of converting the DC power, AC power and insolation intensity values of the photovoltaic power generation system into equivalent operating time may include calculating a plurality of preset time intervals of the DC power, AC power and insolation intensity of the photovoltaic power generation system from operation data. In accordance with Equation 1 below, the solar equivalent operating time Y R , the equivalent operating time Y A and Meas of the photovoltaic array, and the equivalent operating time Y P and Measi of the photovoltaic system are calculated. Method for estimating power generation performance of grid-connected photovoltaic power generation system.
Equation 1.
Figure 112012050318015-pat00012
,
Figure 112012050318015-pat00013
,
Figure 112012050318015-pat00014

Where Y R : solar equivalent uptime
G A, Meas : Slope insolation of slope [W / m 2 ]
G A, Ref : Insolation intensity 1,000 [W / m 2 ]
Y A, Meas : PV array equivalent uptime output value
Y P, Meas : Equivalent operation time output value of PV system
P A, Meas : PV array output [W]
P P, Meas : PV system output [W]
P AS : PV array installed capacity under standard test conditions (STC) [W]
T min : time interval (minutes)
삭제delete 제 1 항에 있어서,
태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)을 추정하는 단계는,
상기 태양 등가 가동시간(YR)으로부터 표준시험조건(STC)인 태양광발전 어레이의 표면온도 25oC로 보정한 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)을 하기 수학식에 의해 미리 설정된 시간간격별로 추정하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 2.
Figure 112011011139179-pat00015
Figure 112011011139179-pat00016

여기서, YAT ,Esti : 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값
Aat Bat : 태양광발전 어레이 온도 보정계수(태양광발전 모듈 표면온도 25oC)
ηa : 태양광발전 어레이 노화계수 (0.8-1.0)
ηan : 운전년수별 태양광발전 어레이 노화계수 (1-30)
n : 운전년수 (1-30)
Tmin : 시간 간격(분)
The method of claim 1,
After estimating the temperature of the photovoltaic array, estimating the equivalent operating time (Y AT, Esti ),
The equivalent operating time (Y AT, Esti ) after the temperature correction of the photovoltaic array corrected from the solar equivalent operating time (Y R ) to the surface temperature of 25 o C of the photovoltaic array, which is the standard test condition (STC) A method for estimating power generation performance of a grid-tied photovoltaic system, characterized in that the estimation is performed for each predetermined time interval by an equation.
Equation 2.
Figure 112011011139179-pat00015
Figure 112011011139179-pat00016

Where Y AT , Esti : Equivalent running time estimate after PV array temperature calibration
A at and B at : Photovoltaic Array Temperature Correction Factor (Photovoltaic Module Surface Temperature 25 o C)
η a : PV array aging coefficient (0.8-1.0)
η an : Photovoltaic Array Aging Factor by Year of Operation (1-30)
n : years of operation (1-30)
T min : time interval in minutes
제 1 항에 있어서,
상기 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)가 존재하지 않는 경우 외기온도와 풍속 중 적어도 어느 하나를 포함하는 운전데이터로부터 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)를 추정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
The method of claim 1,
Estimating the surface temperature T m of the photovoltaic module from operation data including at least one of an outside temperature and a wind speed when the surface temperature T m of the photovoltaic module does not exist. A method for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic system.
제 4 항에 있어서,
외기온도와 풍속 중 적어도 어느 하나를 포함하는 운전데이터로부터 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)를 추정하는 단계는
외기온도 데이터만 존재하는 경우 하기 수학식 3에 의해, 외기온도와 풍속 데이터가 존재하는 경우 하기 수학식 4에 의해 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)를 미리 설정된 시간간격별로 추정하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 3.
Figure 112011011139179-pat00017

여기서, Tm : 태양광발전 모듈 표면온도 (oC)
Ta : 외기온도 (oC)
αtm : 태양광발전 모듈 온도 보정계수 (20?50)
YR : 태양 등가 가동시간
Am : 태양광발전 모듈 온도 보정상수(-3.0?3.0)
Tmin : 시간 간격(분)


수학식 4.
Figure 112011011139179-pat00018

여기서, Tm : 태양광발전 모듈 표면온도 (oC)
Ta : 외기온도 (oC)
αtm : 태양광발전 모듈 온도 보정계수(20?50)
Vw : 풍속 (m/s)
Bm : 태양광발전 모듈 온도 보정상수 (-1.0?1.0)
Tmin : 시간 간격(분)
The method of claim 4, wherein
Estimating the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module from the operation data including at least one of the outside air temperature and the wind speed
When only the outside air temperature data is present by the following equation 3, when the outside air temperature and wind speed data is characterized by estimating the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module for each predetermined time interval by the following equation (4) Estimation method of power generation performance of grid-connected photovoltaic power generation system.
Equation 3.
Figure 112011011139179-pat00017

Where T m : surface temperature of photovoltaic module ( o C)
T a : Ambient temperature ( o C)
α tm : PV module temperature correction coefficient (20 ~ 50)
Y R : solar equivalent uptime
A m : PV module temperature correction constant (-3.0? 3.0)
T min : time interval in minutes


Equation 4.
Figure 112011011139179-pat00018

Where T m : surface temperature of photovoltaic module ( o C)
T a : Ambient temperature ( o C)
α tm : PV module temperature correction coefficient (20 ~ 50)
V w : Wind speed (m / s)
B m : PV module temperature correction constant (-1.0? 1.0)
T min : time interval in minutes
제 1 항에 있어서,
상기 추정된 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)에 기초하여 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)을 추정하는 단계는,
하기 수학식 5에 의해 미리 설정된 시간간격별로 추정하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 5.
Figure 112011011139179-pat00019



여기서, YA ,Esti : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값
αt : 태양광발전 어레이 온도 보정계수 (-0.01?-0.001)
At : 태양광발전 어레이 온도 보정상수 (-0.05?0.05)
Tm : 태양광발전 모듈 표면온도 (oC)
Tmin : 시간간격(분)
The method of claim 1,
Estimate the equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array based on the equivalent operating time (Y AT, Esti ) and the surface temperature (T m ) of the photovoltaic module after the estimated temperature correction,
A method for estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic power generation system, characterized in that it is estimated for each predetermined time interval by Equation 5 below.
Equation 5.
Figure 112011011139179-pat00019



Where Y A , Esti : PV array equivalent uptime estimate
α t : PV array temperature correction coefficient (-0.01? -0.001)
A t : PV array temperature correction constant (-0.05? 0.05)
T m : Surface temperature of photovoltaic module ( o C)
T min : time interval (minutes)
제 1 항에 있어서,
상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)으로부터 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)을 추정하는 단계는
하기 수학식 6에 의해 미리 설정된 시간간격별로 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)을 추정하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 6.
Figure 112011011139179-pat00020

여기서, YP ,Esti : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 추정값
YA ,Esti : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값
AP, BP CP : 태양광발전 시스템 출력 보정계수
Tmin : 시간간격(분)
The method of claim 1,
Estimating the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system from the estimated operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array
Estimating power generation performance of a grid-connected photovoltaic system, characterized in that to estimate the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system for each time interval set in advance by the following equation (6).
Equation 6.
Figure 112011011139179-pat00020

Where Y P , Esti : PV system equivalent uptime estimate
Y A , Esti : Estimated PV Uptime Equivalent Uptime
A P , B P and C P : PV system output correction factor
T min : time interval (minutes)
제 1 항에 있어서,
상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)과 실제 출력값과의 차를 비교하는 단계는
하기 수학식 7을 이용하여, 상기 태양 등가 가동시간(YR)이 0.3이상에서 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광 발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)의 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)의 출력값의 차이를 비교 판단하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 7.
Figure 112012050318015-pat00021
,
Figure 112012050318015-pat00022

여기서, ErrA : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 차이값 (0.05 이하)
ErrP : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 차이값 (0.05 이하)
YA,Esti : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값
YA,Meas : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 출력값
YP,Esti : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 추정값
YPMeas : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 출력값
YR : 태양 등가 가동시간
The method of claim 1,
Comparing the difference between the estimated operating time (Y A, Esti ) and the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system and the actual output value
By using Equation 7, the equivalent operation time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array and the equivalent operation time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system when the solar equivalent operating time (Y R ) is 0.3 or more. A grid-connected photovoltaic power generation comprising comparing and determining a difference between an estimated value of an output value of an equivalent operating time (Y A, Meas ) of a photovoltaic array and an equivalent operating time (Y P, Meas ) of a photovoltaic system. Method of estimating power generation performance of system.
Equation 7.
Figure 112012050318015-pat00021
,
Figure 112012050318015-pat00022

Where Err A : PV array equivalent operating time difference (0.05 or less)
Err P : Equivalent operation time difference value of PV system (0.05 or less)
Y A, Esti : PV array equivalent uptime estimate
Y A, Meas : PV array equivalent uptime output value
Y P, Esti : Estimated equivalent operation time of solar power system
Y PMeas : Equivalent operation time output value of PV system
Y R : solar equivalent uptime
제 1 항에 있어서,
상기 미리 설정된 복수개의 시간간격별 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)으로부터 하기 수학식 8 내지 수학식 10을 통해 매 일별, 매 월별 및 매 년별로 발전성능을 추정하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
수학식 8.
Figure 112012050318015-pat00023

수학식 9.
Figure 112012050318015-pat00024

수학식 10.
Figure 112012050318015-pat00025



여기서, YATt,Esti : 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값
YA,Esti : 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값
YP,Esti : 태양광발전 시스템 등가 가동시간 추정값
d : 운전일수
The method of claim 1,
Equivalent operating time (Y AT, Esti ), equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array after the temperature correction of the plurality of preset time intervals of the photovoltaic array and the equivalent operating time of the photovoltaic system ( Y P, Esti ) power generation performance estimation method of the grid-connected photovoltaic system, characterized in that for estimating the power generation performance every day, every month and year through the following equation (8) to (10).
Equation 8.
Figure 112012050318015-pat00023

Equation 9.
Figure 112012050318015-pat00024

Equation 10.
Figure 112012050318015-pat00025



Where Y ATt, Esti : Equivalent running time estimate after photovoltaic array temperature correction
Y A, Esti : PV array equivalent uptime estimate
Y P, Esti : Estimated equivalent operation time of solar power system
d : number of driving days
제 1 항에 있어서,
상기 차이값이 미리 설정된 기준을 초과하는 경우, 모델계수를 재산출하여 발전성능을 추정하는 단계는
상기 차이값이 미리 설정된 기준을 초과하는 경 모델계수인 태양광발전 어레이 노화계수(ηa ), 태양광발전 어레이 온도 보정상수(Aat Bat ), 태양광발전 모듈 온도보정계수(atm ), 태양광발전 어레이 온도보정계수(at )를 재산출하여 발전성능을 추정하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정방법.
The method of claim 1,
If the difference value exceeds a preset criterion, recalculating the model coefficient to estimate power generation performance
The photovoltaic array aging coefficient ( η a ), the photovoltaic array temperature correction coefficients ( A at and B at ), the photovoltaic module temperature correction coefficient ( a tm) ), PV array, temperature correction coefficient (a t generation performance estimation method for a grid-interactive photovoltaic generation system, comprising a step of estimating the power generation performance) to re-calculate.
태양광 발전 시스템의 출력값, 일사강도, 온도, 풍속을 포함하는 운전 데이터를 수집하는 성능 데이터베이스;
상기 성능 데이터베이스에서 수집된 운전 데이터로부터 태양광발전 시스템의 직류전력, 교류전력 및 일사강도 값을 각각 태양 등가 가동시간(YR), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Meas) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Meas)으로 변환하고, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)을 추정하고, 상기 추정된 온도보정 후 등가 가동시간(YAT,Esti)과 태양광발전 모듈의 표면온도(Tm)에 기초하여 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)을 추정하고, 상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti)으로부터 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)을 추정하고, 상기 추정된 태양광발전 어레이의 등가 가동시간(YA,Esti) 및 태양광발전 시스템의 등가 가동시간(YP,Esti)과 실제 출력값과의 차를 비교하여 차이값을 산출하고, 상기 차이값이 미리 설정된 기준을 초과하는 경우, 모델계수를 재산출하여 발전성능을 추정하는 발전 성능 추정부;
설정기간에 따라 상기 태양광 발전 시스템의 발전성능 추정값과 출력값에대한 정보를 표시하는 추정결과 표시부; 및
상기 수집된 운전 데이터와 상기 추정결과 표시부의 추정값과 출력값에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 태양광발전 시스템의 발전성능 추정 장치.
A performance database for collecting operational data including power output, solar intensity, temperature and wind speed of the solar power system;
From the operating data collected in the performance database, the direct current, alternating current and solar intensity values of the photovoltaic system can be determined by the solar equivalent uptime (Y R ), the equivalent uptime (Y A, Meas ) of the photovoltaic array, and the solar, respectively. equivalent running time of the power generation system (Y P, Meas) by transformation, the equivalent running time after the temperature compensation of the PV array (Y AT, Esti) estimation, and the equivalent running time (Y AT after temperature correction of the estimated , Esti) and PV module surface temperature (the equivalent running time of the solar array on the basis of the T m) of (Y a, Esti) the estimated and the estimated PV equivalent running time (Y a of the array , Esti estimates the equivalent operating time (Y P, Esti ) of the photovoltaic system , the equivalent operating time (Y A, Esti ) of the photovoltaic array and the equivalent operating time (Y) of the photovoltaic system P, Esti) and compares the difference between the actual output value difference Calculating a value and if the difference value exceeds a predetermined reference, power generation performance estimator for estimating the power generation performance by re-calculating the coefficient model;
An estimation result display unit which displays information on the power generation performance estimation value and the output value of the solar power generation system according to a set period; And
And a memory for storing information about the collected operation data, the estimated value and the output value of the estimated result display unit.
삭제delete
KR1020110013773A 2011-02-16 2011-02-16 Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof KR101207310B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110013773A KR101207310B1 (en) 2011-02-16 2011-02-16 Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110013773A KR101207310B1 (en) 2011-02-16 2011-02-16 Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120094334A KR20120094334A (en) 2012-08-24
KR101207310B1 true KR101207310B1 (en) 2012-12-04

Family

ID=46885266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110013773A KR101207310B1 (en) 2011-02-16 2011-02-16 Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101207310B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101327225B1 (en) * 2012-03-20 2013-11-11 한국에너지기술연구원 Fault diagnosis method of grid-connected photovoltaic system and apparatus thereof
KR101535056B1 (en) * 2013-12-11 2015-07-24 한국에너지기술연구원 Fault Detection And Diagnosis Apparatus Of Grid-Connected Photovoltaic System And Method thereof
KR101939167B1 (en) * 2017-07-05 2019-01-17 한국에너지기술연구원 Apparatus and mehtod for estimating power generating performance of photovoltaic system
TWI634736B (en) * 2017-10-03 2018-09-01 茂迪股份有限公司 Virtual sunshine amount estimating method and solar power field warning system
CN113949097A (en) * 2021-10-13 2022-01-18 江苏紫泉综合能源服务有限公司 Photovoltaic power plant efficiency analytic system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국태양에너지학회 논문집 Vol 30, No 6. 2010.

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120094334A (en) 2012-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10396710B2 (en) Monitoring and evaluating performance and aging of solar photovoltaic generation systems and power inverters
Dhimish et al. Fault detection algorithm for grid-connected photovoltaic plants
KR101207313B1 (en) Losses yield method of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof
Ventura et al. Utility scale photovoltaic plant indices and models for on-line monitoring and fault detection purposes
KR101535056B1 (en) Fault Detection And Diagnosis Apparatus Of Grid-Connected Photovoltaic System And Method thereof
KR101327225B1 (en) Fault diagnosis method of grid-connected photovoltaic system and apparatus thereof
US9660576B2 (en) Predicting production of photovoltaic systems
WO2014141498A1 (en) Solar power system, anomaly determination processing device, anomaly determination processing method, and program
KR101207310B1 (en) Estimation method on power generation performance of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof
KR101118548B1 (en) Power output lowering detection apparatus of photovoltaic power generation system and detection method of power output lowering of photovoltaic power generation system
JP2012195495A (en) Abnormality diagnosis device, method thereof, and computer program
KR20180072954A (en) Method and apparatus for predicting the generated energy of the solar cell module
Ventura et al. Development of models for on-line diagnostic and energy assessment analysis of PV power plants: The study case of 1 MW Sicilian PV plant
US20210313928A1 (en) Method and apparatus for determining key performance photovoltaic characteristics using sensors from module-level power electronics
WO2016166991A1 (en) Diagnostic system for photovoltaic power generation equipment, and program
Spataru et al. Photovoltaic array condition monitoring based on online regression of performance model
JP7289995B2 (en) Method and apparatus for recognizing operating state of photovoltaic string and storage medium
EP3506448A1 (en) Method and system for monitoring a photovoltaic plant to determine a fault condition
KR20190005514A (en) Method and apparatus for predicting the degradation ratio of the solar cell module
KR102159768B1 (en) Apparatus and method for diagnosing hot spot of photovoltaic array
KR20170126623A (en) photovoltaic power generation equipment efficiency detection system based on multi variables
KR20190037657A (en) Method and apparatus for measuring degradation property of the solar cell module
KR101189657B1 (en) Design factors yield method of grid-connected photovoltaic system And Apparatus Thereof
JP2019216547A (en) Power control apparatus, photovoltaic power generation system, and failure diagnosing method of photovoltaic power generation facility
Spataru et al. Development and implementation of a PV performance monitoring system based on inverter measurements

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161107

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171107

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190909

Year of fee payment: 8